每日一題---課外探究電阻與溫度的關係

2021-01-19 馬老師初中物理工作室

熱敏電阻的阻值會隨溫度的改變而改變。小明同學用圖甲所示的電路來探究熱敏電阻RT的阻值與溫度的關係。已知M為控溫器，電源電壓恆為12V，R為電阻箱（一種可以改變並讀出阻值的變阻器）。

 


（1）當控溫器中液體溫度為80℃，電阻箱阻值為100Ω時，電流表的示數為0.1A，則該溫度下熱敏電阻的阻值為   Ω。

（2）依次改變控溫器中的液體溫度，同時改變電阻箱的阻值，使電流表的示數始終保持在0.1A．記錄溫度改變時，電阻箱R的阻值如下表，從表中可以看出，在一定溫度範圍內，該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而   （增大/減小/不變）。

溫度t/℃

70

60

50

40

30

20

10

…

電阻R/Ω

98

92

85

76

64

47

26

…

（3）在科技創新活動中，小明用該熱敏電阻和電壓表製成了一支指針式溫度計（電路圖如圖乙所示）。它可以直接在電壓表刻度盤上讀出相應溫度。若電壓表的讀數會隨溫度的升高而增大，則應在圖乙中____________（填序號）兩端接入一個電壓表（A．a、b     B．b、c     C．a、c）。

若圖乙電源電壓也為12V，熱敏電阻阻值為35Ω，則電壓表刻度盤上8.5V對應的溫度值應為   ℃。（參考答案在文後）

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【解析】（1）由I＝可得，電路中的總電阻：R＝＝＝120Ω，

因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和，所以，該溫度下熱敏電阻的阻值：

RT＝R﹣R變阻箱＝120Ω﹣100Ω＝20Ω；

（2）從表格數據可知，隨著溫度的升高要保證電流表示數為0.1A，電阻箱的阻值調節的越來越大，即熱敏電阻的阻值越來越小，故熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。

（3）熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，由串聯分壓規律可知，熱敏電阻兩端的電壓隨溫度的升高而減小，而電壓表的讀數隨溫度的升高而增大，因此電壓表應該並聯在定值電阻兩端，即ab兩端，故選A。

熱敏電阻與定值電阻串聯，電壓表測量定值電阻兩端的電壓，所以電路中的電流為：

電路中的總電阻為：

此時定值電阻的阻值為：RR＝R總﹣RT＝120Ω﹣35Ω＝85Ω，

查表可知，此時液體的溫度為50℃。


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